В данной статье представлен алгоритм пошагового графического расчета водоаммиачной абсорбционной холодильной машины (ВАХМ) в ξ-i диаграмме (диаграмма “концентрация-энтальпия”), который может быть выполнен путем искусственных геометрических построений.
Для пояснения способа выполнения данного расчета проведем в ξ-i диаграмме на рис. 1 линии давлений p и p0 и отметим точки 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 8, характеризующие рабочие процессы ВАХМ без теплообменника и ректификации. Отрезки, определяющие величины q0 = i8 – i6 и qк = i5 – i6, легко находятся в диаграмме.
Для нахождения qг и qa проведем через точки 2 и 4 прямую линию. Точку пересечения линии 2-4 с продолжением линии 5-6 (ξd = const) обозначим буквой O, а ее энтальпию – iО. Рассмотрим два прямоугольных треугольника: 2-B-O и 2-A-4. Эти треугольники подобны, поэтому можем записать:
Правая часть данного равенства является кратностью циркуляции a, поэтому, решив полученное уравнение относительно iО, получим:
iО = i2 – a · (i2 – i4).
Отнимем от i5 найденную величину iО, тогда:
i5 – iО = i5 – i2 + a · (i2 – i4) = qг.
Таким же образом:
i8 – iО = i8 – i2 + a · (i2 – i4) = qа.
Отрезки i5 – iО = qг и i8 – iО = qа обозначены на рис. 1. Для графического изображения теплоты генератора водоаммиачной абсорбционной холодильной машины без теплообменника надо провести вспомогательную прямую через точки 2-4. Отрезок, отсекаемый на линии ξd = const точками 5 и O, будет равен теплоте qг генератора, а отрезок, отсекаемый на линии ξd = const точками 8 и O, – теплоте абсорбера qa.
При определении состояния влажного пара, образованного в испарителе, следует иметь в виду, что жидкая и паровая фазы диаграммы часто являются раздельными. Поэтому для расчета с помощью отдельных диаграмм жидкой и паровой фаз определяется состояние точки 8 (рис. 2). Энтальпия этой точки вычисляется следующим способом.
Изобразим в ξ-i диаграмме линию постоянного давления p0 и проведем изотерму в области влажного пара через точку, соответствующую концу процесса в испарителе, как это показано на рис. 2. Рассмотрим прямоугольные треугольники: 8°-8′-D и 8-8′-С. Эти треугольники подобны, следовательно:
Правая часть этого выражения равна тангенсу угла наклона изотермы в области влажного пара. Обозначим:
тогда
Решив последнее уравнение относительно i8, получим:
Значения k приведены в таблицах водоаммиачного раствора. С помощью этого выражения можно подсчитать энтальпию в точке 8, а так как концентрация в этой точке известна и равна ξd, то этим определяется и состояние 8.